使用CompactRIO、labview 平臺(tái)監(jiān)控露天礦場(chǎng)使用的機(jī)器鏟
概述：使用NI CompactRIO平臺(tái)與NI LabVIEW軟體來創(chuàng)造的客制化振動(dòng)與壓力連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)。

露天礦場(chǎng)使用的機(jī)器鏟是大型、活動(dòng)式、非靜止的機(jī)器，用來裝載卡車，將礦石運(yùn)送到加工廠。通常機(jī)器鏟與卡車的數(shù)量比例約為1 比12，所以機(jī)器鏟若發(fā)生意外的停工，便會(huì)對(duì)產(chǎn)量造成直接的影響，所以機(jī)器鏟被視為關(guān)鍵性的機(jī)器。
習(xí)慣上來說，要為這種機(jī)器鏟進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控與預(yù)測(cè)性技術(shù)是很困難的，這是因?yàn)槿狈ψ銐虻姆治鲞\(yùn)算法與設(shè)備，而且環(huán)境太過惡劣。普通設(shè)備的傳統(tǒng)振動(dòng)分析(旋轉(zhuǎn)機(jī)器進(jìn)行預(yù)測(cè)性維修的主要工具) 是根據(jù)傅葉爾轉(zhuǎn)換來執(zhí)行的，傅葉爾轉(zhuǎn)換會(huì)假設(shè)旋轉(zhuǎn)速度不變。這對(duì)機(jī)器鏟來說是不夠的，所以便使用另1 種方法。
因?yàn)榧毙鑿幕貞?yīng)式、預(yù)防式的維修策略轉(zhuǎn)變成預(yù)測(cè)式、主動(dòng)式的策略，所以便開發(fā)了SiAMFlex 這種彈性監(jiān)控系統(tǒng)(Advanced System for Flexible Monitoring)。原先是智利Concepción 大學(xué)Pedro Saavedra 教授所進(jìn)行的計(jì)畫，目的是要為機(jī)器鏟的振動(dòng)信號(hào)發(fā)展出適當(dāng)?shù)恼駝?dòng)分析運(yùn)算法。等到運(yùn)算法發(fā)展完畢之后，下一步就是執(zhí)行SiAMFlex 做為連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的核心。現(xiàn)在SiAMFlex 是由CADETECH 公司支援并持續(xù)更新，以維持完整的機(jī)械結(jié)構(gòu)資產(chǎn)完整管理與分析工具。

使用LabVIEW 與DAQ 監(jiān)控人體于動(dòng)態(tài)平臺(tái)上的擺動(dòng)
概述：使用NI LabVIEW軟體搭配NI資料擷取(DAQ)硬體建構(gòu)平臺(tái)，其表面具備122組應(yīng)力感測(cè)電阻器(FSR)并能以200 Hz進(jìn)行取樣，以量測(cè)人體擺動(dòng)與平衡的控制情形。

人體即使在直立時(shí)，亦需隨時(shí)保持著穩(wěn)定性。人體整合多種機(jī)制，才能避免身體在靜、動(dòng)態(tài)的條件下跌倒。測(cè)力板(Force platform) 與Stabilogram 均為量測(cè)、量化人體平衡度的標(biāo)準(zhǔn)。另根據(jù)時(shí)間概念而搜集壓力中心(COP)，以呈現(xiàn)姿勢(shì)控制的結(jié)果?；旧鲜且员砻嬷稳梭w中心，再垂直投射相關(guān)應(yīng)力。主機(jī)電腦將根據(jù)FSR 的訊號(hào)而執(zhí)行一系列的計(jì)算作業(yè)，以取得COP (如圖1)。

圖1. 負(fù)責(zé)計(jì)算人體足部擺動(dòng)的程式圖區(qū)塊
大多數(shù)的姿勢(shì)與平衡計(jì)量技術(shù)，均是主動(dòng)操作姿勢(shì)或平衡狀態(tài)，再計(jì)算出人體的反應(yīng)。在此系統(tǒng)中，我們是讓人體于不穩(wěn)定的支撐表面上保持平衡，達(dá)到自我反應(yīng)的效果。若讓人體站在可移動(dòng)的支撐表面上，亦可達(dá)到相同的變數(shù)。針對(duì)任何測(cè)試點(diǎn)，我們的平臺(tái)可達(dá)到不同方向的平衡紊亂(如圖2)。
在銜接儀器之后，此平臺(tái)可隨時(shí)追蹤人體COP 的移動(dòng)，再顯示各種狀態(tài)下的人體穩(wěn)定程度。此時(shí)如BOSU Balance Trainer 的動(dòng)態(tài)表面就極其重要，可完整補(bǔ)償姿勢(shì)控制器統(tǒng)，而模擬動(dòng)態(tài)條件。與僅能模擬靜態(tài)條件的靜態(tài)平臺(tái)相較，動(dòng)態(tài)表面更能呈現(xiàn)病理學(xué)方面的問題。
儀器控制
此堅(jiān)固平臺(tái)的直徑為635 mm，非平面的圓頂直到動(dòng)態(tài)平臺(tái)之處均為柔軟材質(zhì)(如圖2)。另有薄薄一層FSR 排列為陣列，固定于平臺(tái)之上。我們另于平臺(tái)之上安裝感測(cè)器，以捕捉不同的站立姿勢(shì)，并達(dá)到更大的儀控面積(如圖2)。此系統(tǒng)好能盡量減少各種限制。

使用LabVIEW 與NI CompactDAQ 測(cè)試小型牽引機(jī)的噪音與振動(dòng)
概述：使用LabVIEW and NI CompactDAQ模組架構(gòu)的可攜式資料擷取系統(tǒng)記錄測(cè)試參數(shù)并且根據(jù)受測(cè)的單元與組態(tài)產(chǎn)生報(bào)告。

我們選擇LabVIEW 架構(gòu)的可攜式DAQ 系統(tǒng)，且NI CompactDAQ 模組可輕松攜帶至戶外測(cè)試場(chǎng)地。系統(tǒng)將記錄測(cè)試參數(shù)，并根據(jù)受測(cè)單元與組態(tài)產(chǎn)生報(bào)告。另外，我們也可重新設(shè)定系統(tǒng)，以用于如振動(dòng)量測(cè)的其他應(yīng)用。
LabVIEW 圖形化程式設(shè)計(jì)的特性，讓我們可輕松學(xué)習(xí)，且軟體亦可無限制客制化。因?yàn)槿绱耍覀児δ芤訬I 軟體工程師撰寫的程式迅速上手，再針對(duì)自己的需求客制化其輸入與輸出，針對(duì)各個(gè)特定測(cè)試產(chǎn)生所需的報(bào)表。
牽引機(jī)噪音滿足多項(xiàng)排放標(biāo)準(zhǔn)，而為保護(hù)使用者所訂定的引擎噪音也有多種規(guī)范。售往歐洲的牽引機(jī)，先通過完整的測(cè)試，除了表明該設(shè)備已符合特定的歐洲標(biāo)準(zhǔn)，并需標(biāo)示其他測(cè)試中的聲音功率強(qiáng)度。這些規(guī)范可避免機(jī)器損害使用者的聽力，且若人體長期暴露于高噪音與高振動(dòng)的環(huán)境中，往往會(huì)對(duì)身體造成不良的影響。
聲音功率量測(cè)
適用于聲音功率的LabVIEW 參考函式庫VI，加上NI Sound and Vibration Measurement Suite，可讓我們按照ISO-3744 的標(biāo)準(zhǔn)，透過聲源周圍的麥克風(fēng)陣列，而計(jì)算出聲音功率。聲音功率代表由聲源所發(fā)出的聲音能量強(qiáng)度，并可用于大多數(shù)的環(huán)境噪音測(cè)試作業(yè)。在受測(cè)聲源周圍，排列出既定幾何圖案的麥克風(fēng)陣列，即可進(jìn)行量測(cè)作業(yè)。我們將麥克風(fēng)所測(cè)得的聲壓強(qiáng)度(dB ref 20 μPa) 加以平均，隨即得出聲音功率強(qiáng)度(dB ref 1 pW)。
此標(biāo)準(zhǔn)另說明麥克風(fēng)幾何形式的大小與形狀，還有修正背景噪音的方式。在計(jì)算總聲音功率強(qiáng)度之前，我們平均表面區(qū)域的聲壓強(qiáng)度，以獲得表面的平均分?jǐn)?shù)倍頻頻譜。在得出表面的平均分?jǐn)?shù)(Octave) 頻譜之后，即可測(cè)定全部的聲音功率強(qiáng)度。聲音強(qiáng)度的量測(cè)結(jié)果，可透過各個(gè)頻帶(Band) 中的聲音強(qiáng)度，呈現(xiàn)為總強(qiáng)度或分?jǐn)?shù)倍頻頻譜。我們使用內(nèi)建的參照函式庫VI，并由NI 工程師協(xié)助使用LabVIEW，客制化聲音功率的量測(cè)程式。
測(cè)試場(chǎng)地
我們于草地上建造半徑13 公尺的戶外水泥測(cè)試地。每6 個(gè)麥克風(fēng)為1 組陣列，并安裝于三腳架上，且其中2 組三腳架約為518 公分(17 英尺) 高。為了設(shè)置測(cè)試作業(yè)，我們使用自己設(shè)計(jì)的容器安裝并保護(hù)的腳架、連接線、麥克風(fēng)、筆記型電腦，與測(cè)試小桌。我們共設(shè)置6 組麥克風(fēng)腳架，并有連接線將各組麥克風(fēng)連至DAQ 機(jī)箱。完成參考量測(cè)以校準(zhǔn)系統(tǒng)之后，隨即開始測(cè)試。